ステンレス鋼溶接時に発生する有害物質とその防止策

ステンレス鋼を溶接する際、多くの有毒物質が 放出され、溶接作業者の健康に重大なリスクをも たらす。 

私たちの記事は、これらの物質、それらがどのように人体に入るか、関連する危険性、および予防措置について理解するのに役立ちます。これにより、職場の安全を確保し、健康を守ることができます。

ステンレス鋼の溶接は有毒ですか?

そうだ、 ステンレス鋼の溶接 適切な安全対策を講じないと、有毒になる可能性があります。ステンレス鋼を溶接すると、熱によって有害な煙が放出される可能性があります。これらの煙を吸い込むと、呼吸器系の問題や肺がんなどの長期的な健康リスクにつながる可能性があります。

ステンレス鋼の溶接時に発生する有害物質とは？

ステンレス鋼を溶接する際、高温のため 金属とコーティングが蒸発し、金属ガスが混じっ たヒュームやガスが発生する。これらの物質には、六価クロム、マンガン、ニッケル、その他さまざまな有毒ガスが含まれ、それぞれに固有の性質と健康への影響があります。

ステンレス鋼中の六価クロム

どのように生産されるのか？   

ガスシールドタングステンアーク溶接 (GTAW)、ガスシールドメタルアーク溶接 (GMAW)、被覆アーク溶接 (SMAW) などの高温溶接プロセスでは、ステンレス鋼中のクロムが溶接時の超高温で酸化すると、有害性の低いCr(Ⅲ)が毒性の高いCr(Ⅵ)に変化する。

どのようにして人体に侵入するのか？

六価クロムは主に吸入によって体内に入る。この微小な六価クロム粒子は、吸い込むと肺の奥深くまで移動し、肺を損傷する可能性があります。六価クロムは、特に怪我をした場合など、皮膚との接触によっても体内に入る可能性があります。一般的ではありませんが、六価クロムで汚染された手で口を触るなど、経口摂取の可能性もあります。

溶接煙の危険性

六価クロムの健康への影響は深刻で、多岐にわたる：

• 発がん性：6価クロムは既知の発がん性物質であり、長期暴露により肺がんを引き起こす可能性がある。

• 呼吸器の問題：Cr(Ⅵ)を吸入すると、鼻や副鼻腔の癌、喘息、慢性気管支炎、気道の炎症など、様々な呼吸器系の問題を引き起こす可能性がある。肺組織は永久的な損傷を受ける可能性があり、長期間の暴露により肺機能が低下することもある。

• 皮膚への影響：六価クロムとの皮膚接触により、重度の皮膚炎または長期治療を要する慢性皮膚炎、皮膚潰瘍、アレルギー反応を引き起こす可能性がある。

• 全身毒性：Cr(Ⅵ)は様々な内臓器官に損傷を与える可能性がある。腎臓や肝臓の損傷、胃腸障害、免疫系の機能障害に関連している。

• 眼障害：Cr(Ⅵ)化合物に直接眼が触れると、重度の眼刺激、角膜の損傷、さらには永久的な視力喪失につながる可能性がある。

予防措置

• 換気：局所排気 (LEV) システムを設置し、ヒュームが作業環境に広がる前に発生源で除去する。空気中の汚染物質を希釈するため、一般換気も改善する必要があります。

• 個人用保護具（PPE）：溶接作業者は、6価クロムの粒子をろ過するために、N95またはP100マスクのような適切な呼吸保護具を着用すべきである。また、6価クロムが皮膚や目に接触するのを防ぐために、保護衣、手袋、ゴーグルを着用すべきである。

• 工程の変更：低クロムまたはクロム・フリーの材料を使用するなど、 発煙の少ない溶接技術を選ぶ。レーザー溶接や電子ビーム溶接のような技法も、ヒュームの発生を抑えることができる。

• 作業規範：衛生習慣を身につけ、定期的に作業面を清掃し、付着した六価クロム粒子を除去する。飲食の前には手と顔をよく洗い、作業場では喫煙しないこと。

• モニタリング六価クロムの濃度が安全な範囲内にあることを確認するため、空気品質のモニタリングを実施する。これには、個人用空気サンプリング装置および定点空気モニタを使用して、空気中の六価クロム濃度を継続的に評価することが含まれる。

• 医療サーベイランス：Cr(Ⅵ)曝露に関連した健康問題の初期兆候を監視するため、溶接工を対象とした定期健康診断。これには、呼吸機能検査、皮膚検 査、がん検診が含まれる。

マンガン

どのように生産されるのか？

マンガン・ヒュームは、材料の強度と耐久性を向上させるために添加されることの多いマンガンを含むステンレス鋼を溶接する際に発生します。溶接プロセスの高熱がマンガンを気化させ、微粒子として空気中に放出する。

溶接煙が人体にどのように侵入するのか、またその危険性

これらの微小なマンガン粒子は、主に吸入によって体内に入り、呼吸器系の奥深くを移動して肺の肺胞に到達する。

マンガンにさらされると、気管支炎や肺機能低下を引き起こす可能性がある。マンガンガスに長期間さらされると、マンガン中毒と呼ばれる神経障害を引き起こす可能性があります。マンガン中毒の症状には、震え、歩行困難、顔の筋肉の痙攣、その他のパーキンソン病のような症状があります。

予防措置

• 換気とろ過：高効率微粒子空気（HEPA）フィルターと局所排気装置を使用し、空気中のマンガン粒子を除去する。

• 呼吸保護具：微小粒子状物質を除去するために特別に作られた呼吸用保護具を溶接工に支給する。

• 作業手順：溶接電流を減らし、ヒュームの発生がより少ない溶接方法を使用するなど、マンガン・ヒュームの発生を最小限に抑える作業方法を実施すること。

• 医療サーベイランス：マンガニズムの初期兆候を監視するため、溶接工の定期健康診断を行う。

ニッケル

どのように生産されるのか？

ニッケルのヒュームは、ステンレス鋼やニッケル合金の溶接中に発生します。溶接に必要な高温によってニッケルが気化し、酸化ニッケルのヒュームが形成されます。

溶接煙が人体にどのように侵入するのか、またその危険性

ニッケルのヒュームが体内に入る主な経路は吸入です。 

ニッケルへの暴露は、直ちに呼吸器への刺激、咳、息切れを引き起こす。長期的な暴露は、肺がんや鼻がんの発症リスクを高めます。さらに、ニッケルは接触性皮膚炎などのアレルギ ー反応を引き起こす可能性があります。

予防措置

• 換気システム：局所換気と全体換気の両方を利用し、空気中のニッケル濃度を低減する。

• 保護具：溶接作業者に適切な呼吸保護具と保護衣を使用させる。

• 職場の衛生衛生習慣を守り、飲食の前には手と顔を洗い、時間内に作業場所を清掃する。

• 代替材料：可能であれば、ニッケルを含まないか、ニッケル含有量の低い代替材 料を使用してください。

酸化亜鉛

どのように生産されるのか？

亜鉛メッキ鋼板や亜鉛メッキ金属を溶接すると、酸化亜鉛ヒュームが発生します。溶接の高熱が亜鉛コーティングを蒸発させ、酸化亜鉛ヒュームを放出します。

溶接煙が人体にどのように侵入するのか、またその危険性

酸化亜鉛は吸入によって体内に入り、発熱、悪寒、吐き気、筋肉痛など、インフルエンザに似た症状を伴う病気、金属ヒューム熱を引き起こす。

酸化亜鉛に長期間暴露されると、呼吸器系障害を引き起こし、肺機能障害につながる可能性がある。また、高濃度の酸化亜鉛は胃腸障害や貧血症状を引き起こす可能性があります。

予防措置

• コーティングの除去：ヒュームの発生を最小限に抑えるため、溶接前に金属から亜鉛皮膜を除去する。

• 換気および抽出：局所排気装置を使用して、酸化亜鉛のヒュームを発生源で捕捉する。

• 個人用保護具：溶接工には適切な呼吸マスクと保護衣を着用させる。

• 作業慣行：換気の良い場所で溶接し、定期的に休憩を取るなど、暴露を減らす作業方法を実施する。

一酸化炭素（CO）

どのように生産されるのか？

一酸化炭素は、例えば二酸化炭素をシールド・ガスとして使用した場合など、溶接中に炭素含有物質の不完全燃焼によって発生する。

溶接煙が人体にどのように侵入するのか、またその危険性

一酸化炭素は吸入によって人体に入ると、血液中のヘモグロビンと結合し、組織や臓器に酸素を供給する血液の能力を低下させる。

一酸化炭素（CO）を過剰に吸入すると、一酸化炭素中毒を引き起こすことがある。その症状には、頭痛、めまい、嘔吐、胸痛などがある。大量に吸い込むと意識を失い、死に至ることもある。長期的な合併症としては、疲労、記憶喪失、運動障害などがある。

予防措置

• 一酸化炭素暴露の予防策には、以下のようなものがある：

• 換気：一酸化炭素を分散させるため、溶接エリアでは適切な換気を確保する。

• モニタリング一酸化炭素検知器を使用して職場内のレベルを監視する。

• 保護具：溶接工には、一酸化炭素を除去する呼吸器を支給する。

• トレーニング一酸化炭素のリスクと、曝露を最小限に抑えるための安全な作業方法について労働者を教育する。

オゾン (O3)

どのように生産されるのか？

オゾンは、ガス・メタル・アーク溶接（GMAW）やガス・タングステン・アーク溶接（GTAW）など、紫外線を発生する溶接工程で生成され、紫外線は酸素と相互作用してオゾンを形成する。

溶接煙が人体にどのように侵入するのか、またその危険性

オゾンは吸入によって体内に入る。オゾンは強力な呼吸器刺激物質であり、咳、喉の炎症、胸の痛み、息切れなどの症状を引き起こす。

オゾンは既存の肺疾患を悪化させる。オゾンに長期間さらされると、喘息や慢性呼吸器疾患を引き起こす可能性がある。

予防措置

• 換気システム：溶接エリアからオゾンを拡散させるため、適切な換気装置を使用する。

• 保護具：溶接工には、オゾンを除去する呼吸装置を装備する。

• 作業慣行：溶接電流の低減や代替溶接プロセスの使用など、オゾンの発生を最小限に抑える作業方法を実施する。

ステンレス鋼の溶接は危険ですか?

はい、ステンレス鋼を溶接すると、特に六価クロムとニッケルの化合物などの有毒ガスが放出され、吸い込むと害を及ぼす可能性があります。適切な換気と保護具がなければ、これらのガスにさらされると、呼吸障害、肺の損傷、がんのリスク増加など、深刻な健康問題を引き起こす可能性があります。

ステンレス鋼の溶接による副作用

安全上の注意事項に従わない場合、ステンレス鋼の溶接は次のようなさまざまな副作用を引き起こす可能性があります。

• 呼吸器系の問題 喘息、気管支炎、有毒ガスの吸入による肺の炎症など。
• 金属ヒューム熱金属酸化物を吸入することで起こるインフルエンザのような病気。
• 長期的なリスク六価クロムへの長期曝露により肺がんや腎臓障害を発症する可能性が高まるなど。
• 皮膚と目の炎症 溶接プロセス中に発生する紫外線（UV）と熱から保護します。

ステンレス鋼中毒の症状

ステンレス鋼中毒、主に 六価クロム そして ニッケル、次のような症状を引き起こす可能性があります:

• 呼吸困難 または喘鳴
• 鼻、喉、肺の炎症
• 咳や喉の痛み
• 口の中に金属のような味がする
• 吐き気、発熱、インフルエンザのような症状 （金属ヒューム熱）
• 重症の場合、 腎臓または肝臓の損傷 有害ガスに長期間さらされると発生する可能性があります。

ステンレス鋼の溶接煙の吸入を防ぐにはどうすればいいですか?

溶接ヒュームの吸入から生じる危険の管理には、作業環境の改善、個人防護の強化、労働衛生意識の向上、定期的な健康監視など、多面的なアプローチが必要である。具体的な管理方法を以下に示す。

労働環境の改善

換気保護

• 状況が許す限り、溶接ヒュームの濃度を下げるため、職場の自然換気を維持するよう努めること。
• 閉鎖または半閉鎖の作業環境では、換気扇、排煙装置などの機械的換気装置を設置し、空気の循環と溶接ヒュームの外部への適時排出を確保する必要がある。

プロセス改善

• 溶接ヒュームの発生を減らすため、低スモーク、低毒性の溶接材料および溶接工程の使用を促進する。
• レーザー溶接、摩擦攪拌溶接などの高度な溶接技術を採用し、煙の発生が比較的少ない。

パーソナル・プロテクションの強化

呼吸器の保護

• 溶接作業者が溶接ヒューム中の有害物質を効果的にろ過できるよう、標準化されたフィルター付き呼吸マスクまたは防毒マスクを装備する。
• 呼吸保護具の完全性とフィルター効果を定期的に点検し、破損または期限切れの部品は適時に交換すること。

眼と皮膚の保護

• 溶接ヒュームによる眼の炎症や損傷を防ぐため、保護眼鏡または顔面シールドを着用すること。
• 皮膚と溶接ヒュームが直接接触する機会を減らすため、特別な作業衣と手袋を着用すること。

労働衛生に対する意識の向上

労働衛生教育

• 溶接作業者が溶接ヒュームの危険性と保護措置の重要性を理解できるよう、労働衛生に関する知識を教育する。
• 不測の事態における溶接作業者の緊急対応能力を向上させるため、定期的に緊急時訓練を実施する。

自己管理

• 溶接作業者は、労働衛生管理システムを意識的に遵守し、個人防護具を正しく使用すべきである。
• 手洗いや着替えなど、個人の衛生習慣に注意し、有害物質が皮膚や口から体内に入る可能性を減らす。

定期的な健康モニタリング

労働衛生チェック

• 使用者は、潜在的な健康問題を早期に発見するため、溶接作業要員を定期的に組織し、肺機能検査、眼科検査などを含む労働衛生検査を実施すべきである。
• 職業性疾病に罹患していることが判明した溶接作業者に対しては、治療とリハビリテーションを適時に実施すべきである。

環境モニタリング

• 溶接作業場の空気の質を定期的にモニターし、溶接ヒュームの濃度、有害物質の種類とレベルを評価する。
• 作業環境の安全性を確保するため、モニタリング結果に応じて換気保護と個人保護措置が調整される。

OSHA基準 

溶接ヒュームに関連する危険から労働者を守るために労働安全衛生局 (OSHA) が定めた基準は、主に職場の安全と労働者の健康を確保するためのいくつかの側面をカバーしています。主な規制は以下の通りです：

許容暴露限界（PEL）： OSHAは、六価クロム（5 µg/m3）、マンガン（上限5 mg/m3）、ニッケル（1 mg/m3）など、さまざまな有害物質のPELを設定しています。

暴露モニタリング： 使用者は、労働者の暴露レベルを測定し、それがPELの範囲内であることを確認するために、定期的なエアモニタリングを実施しなければならない。

換気の要件： 同基準は、職場における有害物質の濃度を下げるため、局所排気装置の設置や自然換気の維持など、必要な換気措置を講じることを使用者に求めている。溶接ヒュームのような有害物質にさらされる可能性のある労働者に対しては、使用者は適切な呼吸保護具を提供しなければならない。

トレーニングと教育： OSHAは雇用主に対し、労働安全衛生訓練、特に溶接ヒュームのような有害物質の危険性と保護措置に関する訓練を労働者に提供するよう求めている。

医療監視： OSHAは、特定の有害物質にさらされる労働者に対し、健康状態を監視し、有害な影響の兆候を早期に発見するための医療監視を義務づけている。

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